[发明专利]用于控制在有界壁的流体流动场中的紊流的方法和装置

权利要求书

1、一种控制具有紊流壁区域的有界壁的流体流动场中的紊流的方法，其特征在于一个其直径与流动强度有函数关系且在流动方向上延伸的涡卷对或条纹系统，和实际上以恒定的群速度在流动方向上传播的相干波型传播结构，所说的方法包括向紊流壁区域局部地引入一个干扰场，干扰场的波幅、波长和传播方向是这样的，即以增加或减少传播结构和涡卷对系统相互作用的方式使干扰与传播结构进行强联合并改变传播结构，以便局部增加或减少流动场中的紊流。

2、按照权利要求1的方法，其特征在于干扰场的波长与涡卷尺寸基本相同。

3、按照权利要求2的方法，其特征在于在垂直于运动矢量方向上干扰的范围与涡卷的尺寸基本相同。

4、按照权利要求2的方法，其特征在于干扰场包括在100-3001＊范围内共振波长的调制，并包括减小波长的不同尺寸的正弦波极值。

5、按照权利要求4的方法，其特征在于干扰的波幅在15-20l＊范围内。

6、按照权利要求2的方法，其特征在于干扰的波幅是定时或相隔一段时间进行调制的。

7、按照权利要求2的方法，其特征在于干扰是通过在以流体为界的壁上形成波浪表面而产生的，波浪的方向相对于流体流动方向是倾斜的。

8、按照权利要求7的方法，其特征在于所说表面的波长与涡卷，尺寸基本相同。

9、按照权利要求8的方法，其特征在于调制波长在100-300l＊范围内，这里l＊是壁单位，并且调制波由减小波长的不同尺寸的正弦波构成。

10、按照权利要求9的方法，其特征在于在所说表面上的波浪形波幅按照重复的波谱变化。

11、按照权利要求7的方法，其特征在于波浪的方向位于相对于流动的方向为50-80°的范围内。

12、按照权利要求1的方法，其特征在于干扰的波幅比涡卷的尺寸小得多。

13、按照权利要求12的方法，其特征在于所说的波幅在大约10-20壁单位的范围内，这里的壁单位是m/(sr)^0.5,m是流体的粘度，S是在壁附近的流体中的平均摩擦应力，和r是流体的密度。

14、按照权利要求12的方法，其特征在于所说干扰的波长与涡卷的尺寸基本相同。

15、按照权利要求14的方法，其特征在于所说波长在100-300壁单位的范围内，这里的壁单位是m/(sr)^0.5,m是流体的粘度，S是在壁附近的流体中的平均摩擦应力，r是流体的密度。

16、按照权利要求13的方法，其特征在于所说干扰的波长与涡卷的尺寸基本相同。

17、按照权利要求16的方法，其特征在于所说的波长在100-300壁单位的范围内，这里壁单位是m/(sr)^0.5,m是流体的粘度，S是壁附近的流体中的平均摩擦应力，r是流体的密度。

18、按照权利要求17的方法，其特征在于干扰的传播方向在流动方向的约50-80°的范围之内。

19、按照权利要求15的方法，其特征在于干扰的传播方向在流动方向的约50-80°的范围之内。

20、用于控制流体流动中的紊流的装置，包括：

(a)．具有紊流壁区以限制流体流动的边界，其特征在于在流体流动方向上延伸的涡卷对，和与涡卷对相互作用的传播结构；和

(b)．用于将干扰引入壁区的与壁相联的装置，干扰的波幅、波长和传播方向是这样的，即，使干扰与传播结构耦合使之达到为改变传播结构和涡卷对的相互作用而改变传播结构的程度，从而增强紊流的混合或减小紊流的阻力。

21、按照权利要求20的装置，其特征在于所说与壁相联的装置包括有峰和谷的周期性波浪部分。

22、按照权利要求21的装置，其特征在于所说的波浪部分在壁上形成人字形。

23、按照权利要求21的装置，其特征在于峰的幅度在垂直于波，浪长度的方向上周期性变化。